JP7403320B2 - Substrate processing equipment - Google Patents
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Description
開示の実施形態は、基板処理装置に関する。 The disclosed embodiments relate to a substrate processing apparatus.
従来、半導体ウェハ(以下、ウェハとも呼称する。)などの基板上に形成される膜に2種類の材料(たとえば、配線材料および拡散防止膜)が含まれる場合に、一方の材料を選択的にエッチングする技術が知られている(特許文献1参照)。 Conventionally, when a film formed on a substrate such as a semiconductor wafer (hereinafter also referred to as a wafer) contains two types of materials (for example, a wiring material and a diffusion prevention film), one material is selectively used. An etching technique is known (see Patent Document 1).
本開示は、混合液によるエッチング処理が終了する際に、混合部で突沸反応が発生することを抑制することができる技術を提供する。 The present disclosure provides a technique that can suppress occurrence of a bumping reaction in a mixing part when etching processing using a mixed liquid is completed.
本開示の一態様による基板処理装置は、昇温部と、混合部と、吐出部とを備える。昇温部は、硫酸を昇温する。混合部は、昇温された硫酸と、水分を含む液体とを混合して混合液を生成する。吐出部は、基板処理部内で基板に前記混合液を吐出する。また、前記混合部は、昇温された硫酸が流れる硫酸供給ラインと前記液体が流れる液体供給ラインとが合流する合流部と、前記合流部における昇温された硫酸と前記液体との反応を抑える反応抑制機構とを有する。 A substrate processing apparatus according to one aspect of the present disclosure includes a temperature raising section, a mixing section, and a discharge section. The temperature raising section raises the temperature of sulfuric acid. The mixing section mixes heated sulfuric acid and a liquid containing water to generate a mixed liquid. The discharge section discharges the mixed liquid onto the substrate within the substrate processing section. Further, the mixing section includes a merging section where a sulfuric acid supply line through which the heated sulfuric acid flows and a liquid supply line through which the liquid flows, and a reaction between the heated sulfuric acid and the liquid at the merging section. It has a reaction suppression mechanism.
本開示によれば、混合液によるエッチング処理が終了する際に、混合部で突沸反応が発生することを抑制することができる。 According to the present disclosure, it is possible to suppress the bumping reaction from occurring in the mixing portion when the etching process using the mixed liquid is completed.
以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本開示が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a substrate processing apparatus disclosed in the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present disclosure is not limited to the embodiments described below. Furthermore, it should be noted that the drawings are schematic, and the dimensional relationship of each element, the ratio of each element, etc. may differ from reality. Furthermore, drawings may include portions with different dimensional relationships and ratios.
従来、半導体ウェハ(以下、ウェハとも呼称する。)などの基板上に形成される膜に2種類の材料(たとえば、配線材料および拡散防止膜)が含まれる場合に、一方の材料を選択的にエッチングする技術が知られている。そして、一方の材料を高い選択性でエッチングするために、昇温された硫酸などを複数種類混合した混合液をエッチング液として用いる場合がある。 Conventionally, when a film formed on a substrate such as a semiconductor wafer (hereinafter also referred to as a wafer) contains two types of materials (for example, a wiring material and a diffusion prevention film), one material is selectively used. Etching techniques are known. In order to etch one of the materials with high selectivity, a mixture of a plurality of types of heated sulfuric acid or the like may be used as an etching solution.
一方で、硫酸などの薬液を配管内で混合させて混合液を生成する場合、混合部で薬液が反応して沸点まで温度が上昇し、混合液が突沸する場合があった。そのため、混合液の吐出を止めてエッチング処理を終了させる際には、突沸によって配管内の薬液が振動することから、混合部での突沸反応が収まるまではいずれかの薬液(たとえば、硫酸)を吐出させ続けなければならなかった。 On the other hand, when a liquid mixture is generated by mixing chemical liquids such as sulfuric acid in a pipe, the chemical liquids react in the mixing part, and the temperature rises to the boiling point, causing bumping of the liquid mixture. Therefore, when stopping the discharge of the mixed liquid to end the etching process, the chemical liquid in the piping vibrates due to bumping, so one of the chemical liquids (for example, sulfuric acid) should not be used until the bumping reaction in the mixing section subsides. I had to keep it flowing.
すなわち、従来の技術では、混合液Mによるエッチング処理が完了した後にも、突沸が収まるまでは硫酸などの薬液を吐出する処理が必要となるため、全体の処理時間が長くなるとともに、薬液の消費量が増大する恐れがあった。 In other words, in the conventional technology, even after the etching process using the mixed liquid M is completed, it is necessary to discharge a chemical such as sulfuric acid until the bumping subsides, which lengthens the overall processing time and reduces consumption of the chemical. There was a risk that the amount would increase.
そこで、上述の問題点を克服し、混合液によるエッチング処理が終了する際に、混合部で突沸反応が発生することを抑制することができる技術が期待されている。 Therefore, there is a need for a technique that can overcome the above-mentioned problems and suppress the occurrence of bumping reactions in the mixing part when etching processing using a mixed liquid is completed.
<基板処理システムの概要>
最初に、図1を参照しながら、実施形態に係る基板処理システム1の概略構成について説明する。図1は、実施形態に係る基板処理システム1の概略構成を示す図である。なお、基板処理システム1は、基板処理装置の一例である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸を規定し、Z軸正方向を鉛直上向き方向とする。
<Summary of substrate processing system>
First, a schematic configuration of a
図1に示すように、基板処理システム1は、搬入出ステーション2と、処理ステーション3とを備える。搬入出ステーション2と処理ステーション3とは隣接して設けられる。
As shown in FIG. 1, the
搬入出ステーション2は、キャリア載置部11と、搬送部12とを備える。キャリア載置部11には、複数枚の基板、実施形態では半導体ウェハW(以下、ウェハWと呼称する。)を水平状態で収容する複数のキャリアCが載置される。
The loading/
搬送部12は、キャリア載置部11に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置13と、受渡部14とを備える。基板搬送装置13は、ウェハWを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置13は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアCと受渡部14との間でウェハWの搬送を行う。
The
処理ステーション3は、搬送部12に隣接して設けられる。処理ステーション3は、搬送部15と、複数の処理ユニット16とを備える。複数の処理ユニット16は、搬送部15の両側に並べて設けられる。
The
搬送部15は、内部に基板搬送装置17を備える。基板搬送装置17は、ウェハWを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置17は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部14と処理ユニット16との間でウェハWの搬送を行う。
The
処理ユニット16は、基板搬送装置17によって搬送されるウェハWに対して所定の基板処理を行う。
The
また、基板処理システム1は、制御装置4を備える。制御装置4は、たとえばコンピュータであり、制御部18と記憶部19とを備える。記憶部19には、基板処理システム1において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部18は、記憶部19に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム1の動作を制御する。
The
なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置4の記憶部19にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルディスク(MO)、メモリカードなどがある。
Note that this program may be one that has been recorded on a computer-readable storage medium, and may be installed in the
上記のように構成された基板処理システム1では、まず、搬入出ステーション2の基板搬送装置13が、キャリア載置部11に載置されたキャリアCからウェハWを取り出し、取り出したウェハWを受渡部14に載置する。受渡部14に載置されたウェハWは、処理ステーション3の基板搬送装置17によって受渡部14から取り出されて、処理ユニット16へ搬入される。
In the
処理ユニット16へ搬入されたウェハWは、処理ユニット16によって処理された後、基板搬送装置17によって処理ユニット16から搬出されて、受渡部14に載置される。そして、受渡部14に載置された処理済のウェハWは、基板搬送装置13によってキャリア載置部11のキャリアCへ戻される。
The wafer W carried into the
<処理ユニットの構成>
次に、処理ユニット16の構成について、図2を参照しながら説明する。図2は、処理ユニット16の具体的な構成例を示す模式図である。図2に示すように、処理ユニット16は、チャンバ20と、基板処理部30と、液供給部40と、回収カップ50とを備える。
<Processing unit configuration>
Next, the configuration of the
チャンバ20は、基板処理部30と、液供給部40と、回収カップ50とを収容する。チャンバ20の天井部には、FFU(Fan Filter Unit)21が設けられる。FFU21は、チャンバ20内にダウンフローを形成する。
The
基板処理部30は、保持部31と、支柱部32と、駆動部33とを備え、載置されたウェハWに液処理を施す。保持部31は、ウェハWを水平に保持する。支柱部32は、鉛直方向に延在する部材であり、基端部が駆動部33によって回転可能に支持され、先端部において保持部31を水平に支持する。駆動部33は、支柱部32を鉛直軸まわりに回転させる。
The
かかる基板処理部30は、駆動部33を用いて支柱部32を回転させることによって支柱部32に支持された保持部31を回転させ、これにより、保持部31に保持されたウェハWを回転させる。
The
基板処理部30が備える保持部31の上面には、ウェハWを側面から保持する保持部材311が設けられる。ウェハWは、かかる保持部材311によって保持部31の上面からわずかに離間した状態で水平保持される。なお、ウェハWは、基板処理が行われる表面を上方に向けた状態で保持部31に保持される。
A holding
液供給部40は、ウェハWに対して処理流体を供給する。液供給部40は、複数(ここでは2つ)のノズル41a、41bと、かかるノズル41a、41bを水平に支持するアーム42と、アーム42を旋回および昇降させる旋回昇降機構43とを備える。
The
ノズル41aは、吐出部の一例であり、バルブ44aおよび流量調整器45aを介して混合液供給部60に接続される。かかる混合液供給部60の詳細については後述する。
The
ノズル41bは、バルブ44bおよび流量調整器45bを介してDIW供給源46bに接続される。DIW(DeIonized Water:脱イオン水)は、たとえばリンス処理に用いられる。なお、リンス処理に用いる処理液はDIWに限られない。
ノズル41aからは、混合液供給部60より供給される混合液M(図3参照)が吐出される。かかる混合液Mの詳細については後述する。ノズル41bからは、DIW供給源46bより供給されるDIWが吐出される。
The mixed liquid M (see FIG. 3) supplied from the mixed
回収カップ50は、保持部31を取り囲むように配置され、保持部31の回転によってウェハWから飛散する処理液を捕集する。回収カップ50の底部には、排液口51が形成されており、回収カップ50によって捕集された処理液は、かかる排液口51から処理ユニット16の外部へ排出される。また、回収カップ50の底部には、FFU21から供給される気体を処理ユニット16の外部へ排出する排気口52が形成される。
The
なお、実施形態の処理ユニット16では、ノズルが2つ設けられる例について示したが、処理ユニット16に設けられるノズルの数は2つに限られない。たとえば、IPA(IsoPropyl Alcohol)を供給するIPA供給源と、かかるIPA供給源に接続された第3のノズルを設けて、かかる第3のノズルからIPAが吐出されるように構成してもよい。
Note that although the
<洗浄処理の詳細>
次に、処理ユニット16におけるウェハWのエッチング処理の詳細について、図3を参照しながら説明する。図3は、実施形態におけるエッチング処理の概要を示す図である。なお、かかるエッチング処理が行われるウェハWの表面上に形成される膜には、材質の異なるタングステン(W)および窒化チタン(TiN)が含まれているものとする。
<Details of cleaning process>
Next, details of the etching process of the wafer W in the
まず、基板搬送装置17により、ウェハWが処理ユニット16のチャンバ20内に搬入される。そして、ウェハWは、基板処理される表面を上方に向けた状態で基板処理部30の保持部材311に保持される。その後、駆動部33により、保持部材311がウェハWとともに所定の回転数で回転する。
First, the wafer W is carried into the
次に、処理ユニット16では、図3の(a)に示すように、混合液Mによるエッチング処理が行われる。かかるエッチング処理では、液供給部40のノズル41aがウェハWの中央上方に移動する。
Next, in the
その後、バルブ44aが所定時間開放されることにより、ウェハWの表面に対して、濃硫酸を含んだ混合液Mが供給される。
Thereafter, by opening the
ここで、実施形態では、所定の温度以上に昇温された混合液MがウェハWに供給される。これにより、混合液M内で以下の式(1)、(2)の反応が発生する。
2H2SO4 → H3SO4
+ + HSO4
- ・・(1)
H3SO4
+ → H+ + H2SO4 ・・(2)
Here, in the embodiment, the mixed liquid M heated to a predetermined temperature or higher is supplied to the wafer W. As a result, reactions of the following formulas (1) and (2) occur within the mixed liquid M.
2H 2 SO 4 → H 3 SO 4 + + HSO 4 -... (1)
H 3 SO 4 + → H + + H 2 SO 4 ...(2)
そして、上記の反応で発生したH+が、ウェハWの表面上に形成される膜に含まれるタングステンおよび窒化チタンのうち、窒化チタンと選択的に下記式(3)のように反応する。
TiN + 4H+ → Ti3+ + NH4
+ ・・(3)
Then, H + generated in the above reaction selectively reacts with titanium nitride out of tungsten and titanium nitride contained in the film formed on the surface of the wafer W, as shown in equation (3) below.
TiN + 4H + → Ti 3+ + NH 4 + ...(3)
ここで、式(3)の反応で発生するTi3+は混合液Mに溶解することから、上記式(1)~(3)の反応に基づいて、混合液Mは窒化チタンを選択的にエッチングすることができる。したがって、実施形態によれば、ウェハWの表面上に形成される膜に含まれるタングステンおよび窒化チタンのうち、窒化チタンを高い選択性でエッチングすることができる。 Here, since Ti 3+ generated in the reaction of formula (3) is dissolved in the mixture M, the mixture M selectively etches titanium nitride based on the reactions of formulas (1) to (3) above. can do. Therefore, according to the embodiment, of the tungsten and titanium nitride contained in the film formed on the surface of the wafer W, titanium nitride can be etched with high selectivity.
また、実施形態では、濃硫酸に純水を添加した混合液Mでエッチング処理を行うとよい。これにより、混合液M内で上記式(1)、(2)のほか、以下の式(4)、(5)の反応が発生する。
H2O + H2SO4 → H3O+ + HSO4
- ・・(4)
H3O+ → H+ + H2O ・・(5)
Further, in the embodiment, it is preferable to perform the etching process using a mixed solution M obtained by adding pure water to concentrated sulfuric acid. As a result, reactions of the following equations (4) and (5) occur in the mixed liquid M in addition to the reactions of the above equations (1) and (2).
H 2 O + H 2 SO 4 → H 3 O + + HSO 4 - (4)
H 3 O + → H + + H 2 O...(5)
かかる式(4)、(5)の反応により、混合液M内により多くのH+が供給される。これにより、実施形態では、上記式(3)の反応が促進されることから、混合液Mは窒化チタンをさらに選択的にエッチングすることができる。 Through the reactions of formulas (4) and (5), more H + is supplied into the mixed liquid M. Thereby, in the embodiment, since the reaction of the above formula (3) is promoted, the mixed liquid M can further selectively etch titanium nitride.
図3の説明に戻る。次に、処理ユニット16では、図3の(b)に示すように、ノズル41aから硫酸の吐出処理が行われる。この処理は、ノズル41aから混合液Mの吐出を停止させる際に、硫酸の供給とDIWの供給とを同時に止めてしまうと、配管内で硫酸とDIWとが突沸することにより、ノズル41aでの良好な液切れ処理が困難となるために実施される。
Returning to the explanation of FIG. 3. Next, in the
具体的には、混合部140(図4参照)における硫酸とDIWとの突沸反応が収まるまでの間、硫酸のみをノズル41aから吐出することにより、その後にノズル41aの液切れ処理を実施した場合に問題なく液切れ処理を実施することができる。
Specifically, only sulfuric acid is discharged from the
なお、図3の(b)に示す硫酸吐出処理では、混合部140で硫酸がDIWと反応しないため、混合液Mよりも硫酸の温度が低下するとともに、上記式(4)、(5)の反応が起こらない。すなわち、硫酸吐出処理は、ウェハWのエッチング処理にはほとんど寄与しない。なお、硫酸吐出処理の詳細については後述する。
In addition, in the sulfuric acid discharge process shown in FIG. 3(b), since the sulfuric acid does not react with DIW in the
次に、処理ユニット16では、図3の(c)に示すように、DIWによるリンス処理が行われる。かかるリンス処理では、液供給部40のノズル41bがウェハWの中央上方に移動し、バルブ44bが所定時間開放されることにより、ウェハWの表面に対してリンス液である室温のDIWが供給される。
Next, in the
このリンス処理により、ウェハW上に残存する混合液Mやエッチングされた窒化チタンなどの残渣を除去することができる。なお、リンス処理におけるDIWの温度は、室温でも室温より高い温度でもよい。 By this rinsing process, the mixed liquid M remaining on the wafer W and residues of etched titanium nitride can be removed. Note that the temperature of DIW in the rinsing process may be at room temperature or higher than room temperature.
つづいて、処理ユニット16では、ウェハWを乾燥させる乾燥処理が行われる。かかる乾燥処理では、たとえば、駆動部33により保持部材311を高速回転させることにより、保持部材311に保持されるウェハW上のDIWを振り切る。なお、DIWを振り切る代わりに、DIWをIPAに置換させた後、かかるIPAを振り切ってウェハWを乾燥させてもよい。
Subsequently, in the
その後、処理ユニット16では、搬出処理が行われる。搬出処理では、ウェハWの回転を停止させた後、基板搬送装置17により、ウェハWが処理ユニット16から搬出される。かかる搬出処理が完了すると、1枚のウェハWについての一連のエッチング処理が完了する。
Thereafter, in the
<混合液供給部の構成>
次に、基板処理システム1が備える混合液供給部60の構成について、図4を参照しながら説明する。図4は、実施形態に係る混合液供給部60の構成を示す図である。なお、以下に示す混合液供給部60の各部は、制御部18によって制御可能である。
<Configuration of mixed liquid supply section>
Next, the configuration of the mixed
図4に示すように、実施形態に係る混合液供給部60は、硫酸供給部100と、純水供給部120と、混合部140とを備える。
As shown in FIG. 4, the mixed
硫酸供給部100は、混合部140に硫酸を供給する。かかる硫酸は、たとえば、濃硫酸である。硫酸供給部100は、硫酸供給源101aと、バルブ101bと、流量調整器101cと、タンク102と、循環ライン103と、硫酸供給ライン110とを有する。
The sulfuric
硫酸供給源101aは、バルブ101bおよび流量調整器101cを介してタンク102に接続される。これにより、硫酸供給源101aは、バルブ101bおよび流量調整器101cを介してタンク102に硫酸を供給し、タンク102に硫酸を貯留することができる。
Sulfuric
循環ライン103は、タンク102から出て、かかるタンク102に戻る循環ラインである。かかる循環ライン103には、タンク102を基準として、上流側から順にポンプ104と、フィルタ105と、流量調整器106と、ヒータ107と、熱電対108と、切替部109とが設けられる。ヒータ107は、昇温部の一例である。
The
ポンプ104は、タンク102から出て、循環ライン103を通り、タンク102に戻る硫酸の循環流を形成する。フィルタ105は、循環ライン103内を循環する硫酸に含まれるパーティクルなどの汚染物質を除去する。流量調整器106は、循環ライン103を通る硫酸の循環流の流量を調整する。
ヒータ107は、循環ライン103内を循環する硫酸を加熱する。熱電対108は、循環ライン103内を循環する硫酸の温度を計測する。したがって、制御部18は、ヒータ107および熱電対108を用いることにより、循環ライン103内を循環する硫酸の温度を制御することができる。
The
切替部109は、硫酸供給ライン110を介して混合液供給部60の混合部140に接続され、循環ライン103内を循環する硫酸の向きをタンク102または混合部140に切り替えることができる。
The
硫酸供給ライン110には、切替部109を基準として、上流側から順に流量計111と、電動のニードルバルブ112と、バルブ113と、分岐部114とが設けられる。
The sulfuric
流量計111は、硫酸供給ライン110を流れる硫酸の流量を測定する。ニードルバルブ112は、硫酸供給ライン110を流れる硫酸の流量を調整する。分岐部114は、バルブ115を介してドレイン部DRに接続される。
そして、制御部18は、流量計111で測定される値を用いてニードルバルブ112をフィードバック制御することにより、硫酸を混合部140に高精度の流量で供給することができる。
The
また、タンク102には、純水供給源116aと、バルブ116bと、流量調整器116cと、バルブ116dとが設けられる。タンク102は、バルブ116dを介してドレイン部DRに接続され、純水供給源116aは、バルブ116bおよび流量調整器116cを介してタンク102とバルブ116dとの間に接続される。
Further, the
これにより、制御部18は、タンク102内の硫酸を交換する際などに、バルブ116b、流量調整器116cおよびバルブ116dを制御して、タンク102内の濃硫酸を所定の濃度に希釈してからドレイン部DRに排出することができる。
Accordingly, when replacing the sulfuric acid in the
純水供給部120は、混合部140にDIWを供給する。かかるDIWは、純水の一例であり、また、水分を含む液体の一例である。純水供給部120は、純水供給源121aと、バルブ121bと、流量調整器121cと、タンク122と、純水供給ライン123とを有する。純水供給ライン123は、液体供給ラインの一例である。
The pure
純水供給源121aは、バルブ121bおよび流量調整器121cを介してタンク122に接続される。これにより、純水供給源121aは、バルブ121bおよび流量調整器121cを介してタンク122に純水を供給し、タンク122に純水を貯留することができる。
Pure
純水供給ライン123には、タンク122を基準として、上流側から順にバルブ124と、流量計125と、電動のニードルバルブ126と、バルブ127と、分岐部128とが設けられる。
The pure
流量計125は、純水供給ライン123を流れる純水の流量を測定する。ニードルバルブ126は、純水供給ライン123を流れる純水の流量を調整する。分岐部128は、バルブ129を介してドレイン部DRに接続される。
The
そして、制御部18は、流量計125で測定される値を用いてニードルバルブ126をフィードバック制御することにより、純水を混合部140に高精度の流量で供給することができる。
The
また、タンク122は、バルブ130を介してドレイン部DRに接続される。これにより、制御部18は、タンク122内の純水を交換する際などに、バルブ130を制御して、タンク122内の純水をドレイン部DRに排出することができる。
Further, the
混合部140は、硫酸供給部100から供給される硫酸と、純水供給部120から供給される純水とを混合して、混合液M(図3参照)を生成する。実施形態において、混合部140は、硫酸供給ライン110と、純水供給ライン123とが合流する箇所に設けられる。
The
そして、混合部140は、混合液供給ライン160を介して、処理ユニット16に接続される。また、混合液供給ライン160には、上述したバルブ44aおよび流量調整器45aが設けられる。これにより、混合液供給部60は、ユーザによって設定された混合比を有する混合液Mを処理ユニット16に供給することができる。
The
また、上述のように、硫酸供給部100にはヒータ107が設けられるとともに、混合部140では、硫酸と純水が反応することによって混合液Mの温度が上昇する。これにより、実施形態の混合液供給部60は、混合液Mを所望の温度に昇温して処理ユニット16に供給することができる。
Further, as described above, the sulfuric
たとえば、混合液供給部60は、硫酸供給部100のヒータ107を用いて濃硫酸の温度を120℃程度まで昇温することにより、混合部140において混合液Mを150℃程度まで昇温することができる。
For example, the mixed
また、図4には図示していないが、循環ライン103などには、別途バルブなどが設けられていてもよい。
Further, although not shown in FIG. 4, a separate valve or the like may be provided in the
ここで、実施形態では、混合部140が、硫酸とDIWの反応を抑える反応抑制機構を有する。これにより、混合液MによるウェハWのエッチング処理を終了させる際に、混合部140で突沸反応が発生することを抑制することができる。
Here, in the embodiment, the
したがって、実施形態によれば、図3の(b)に示した硫酸吐出処理の時間を短くすることができることから、ウェハWへの全体の処理時間を短くすることができるともに、硫酸の消費量を低減することができる。 Therefore, according to the embodiment, it is possible to shorten the time for the sulfuric acid discharge process shown in FIG. can be reduced.
<反応抑制機構の詳細>
つづいては、混合部140に設けられる反応抑制機構の詳細について、図5~図7を参照しながら説明する。図5は、実施形態に係る反応抑制機構の構成を示す図である。
<Details of reaction inhibition mechanism>
Next, details of the reaction suppression mechanism provided in the
図5に示すように、実施形態に係る混合部140は、合流部141と、配管バッファ部142とを有する。合流部141は、昇温された硫酸が流れる硫酸供給ライン110と、DIWが流れる純水供給ライン123とが合流する部位である。
As shown in FIG. 5, the
なお、本開示において、合流部141は、硫酸供給ライン110と純水供給ライン123とが合流する部位そのものに限られず、かかる合流する部位の近傍も含まれる。配管バッファ部142は、純水供給ライン123における合流部141の近傍に設けられるU字状の部位である。
Note that in the present disclosure, the merging
図5に示す実施形態では、かかる配管バッファ部142によって、合流部141における硫酸とDIWの反応を抑制することができる。すなわち、実施形態に係る反応抑制機構は、純水供給ライン123に設けられる配管バッファ部142で構成される。
In the embodiment shown in FIG. 5, the reaction between sulfuric acid and DIW in the
具体的な構成について以下に説明する。実施形態において、硫酸供給ライン110および純水供給ライン123は、合流部141に対して上向きに接続され、合流部141に対して硫酸およびDIWを上向きに流す。また、混合液供給ライン160は、合流部141から混合液M(図3参照)を上向きに流す。
The specific configuration will be explained below. In embodiments, the sulfuric
合流部141の近傍に設けられる配管バッファ部142は、上流側から順に上昇部142aと、水平部142bと、下降部142cとを有する。
The
上昇部142aは、純水供給ライン123における上向きの部位に接続され、合流部141よりも高い位置に設けられる部位である。水平部142bは、上昇部142aに接続され、DIWを略水平に流す部位である。下降部142cは、水平部142bに接続され、DIWを下向きに流す部位である。
The rising
また、下降部142cは、純水供給ライン123においてDIWを略水平に流す部位である水平部123aに接続される。かかる水平部123aは、合流部141に接続される。
Further, the descending
すなわち、純水供給ライン123で上向きに流れるDIWは、配管バッファ部142でいったん下向きに流れが変わり、最後は略水平の向きで合流部141に到達する。
That is, the DIW flowing upward in the pure
図6は、実施形態に係るエッチング処理における各部の挙動パターンの具体例を示すタイミングチャートである。最初に、制御部18は、図3の(a)に示した混合液吐出処理を実施する。
FIG. 6 is a timing chart showing a specific example of the behavior pattern of each part in the etching process according to the embodiment. First, the
具体的には、制御部18は、時間T1で硫酸供給ライン110から混合部140への硫酸の供給を開始する(硫酸供給ライン:ON)とともに、純水供給ライン123から混合部140へのDIWの供給を開始する(純水供給ライン:ON)。
Specifically, the
これにより、混合部140で混合液Mが生成されることから、制御部18は、ノズル41a(図4参照)で混合液Mを吐出することができる。そして、所定の時間T2までの間、制御部18は、混合液吐出処理を継続する。
As a result, the mixed liquid M is generated in the
次に、制御部18は、図3の(b)に示した硫酸吐出処理を実施する。具体的には、制御部18は、時間T2で純水供給ライン123から混合部140へのDIWの供給を停止する(純水供給ライン:OFF)。
Next, the
これにより、合流部141近傍におけるDIWの流れが止まることから、合流部141から純水供給ライン123に硫酸が逆流し、純水供給ライン123において硫酸とDIWとが反応する。これにより、時間T2以降、合流部141近傍の純水供給ライン123で突沸反応が発生する。
As a result, the flow of DIW near the
そこで、制御部18は、かかる突沸反応が収まる時間T3までの間、硫酸吐出処理を実施する。最後に、制御部18は、時間T3で硫酸供給ライン110から混合部140への硫酸の供給を停止する(硫酸供給ライン:OFF)とともに、バルブ115(図4参照)を開状態にして、ノズル41a内に残った硫酸の液切れ処理を実施する。これにより、実施形態に係る硫酸吐出処理が完了する。
Therefore, the
ここで、実施形態では、混合部140が配管バッファ部142を有することから、時間T2以降において、突沸反応により生じた気泡が下降部142cに貯留される。そして、実施形態では、下降部142cに貯留された気泡によって、さらに上流への硫酸の逆流を抑制することができる。
Here, in the embodiment, since the
すなわち、実施形態では、混合部140が配管バッファ部142を備えることにより、エッチング処理が終了する際に、硫酸が純水供給ライン123へ逆流することを抑制することができる。したがって、実施形態によれば、混合液Mによるエッチング処理が終了する際に、混合部140で突沸反応が発生することを抑制することができる。
That is, in the embodiment, by including the
図7は、実施例および参考例の反応停止時間を示す図である。図7に示す実施例は、混合部140に配管バッファ部142が設けられる場合であり、参考例は、混合部140に配管バッファ部142が設けられない場合である。
FIG. 7 is a diagram showing reaction stop times in Examples and Reference Examples. The embodiment shown in FIG. 7 is a case where the
図7に示すように、実施形態では、混合部140に配管バッファ部142を設けることにより、突沸反応の停止時間を短くすることができる。
As shown in FIG. 7, in the embodiment, by providing the
また、実施形態では、配管バッファ部142の最上部(図5の例では水平部142b)が、合流部141よりも高いとよい。これにより、DIWよりも比重の大きい硫酸が、合流部141から配管バッファ部142の最上部(水平部142b)まで逆流することを抑制することができる。
Further, in the embodiment, the top of the pipe buffer section 142 (the
したがって、実施形態によれば、混合液Mによるエッチング処理が終了する際に、混合部140で突沸反応が発生することをさらに抑制することができる。
Therefore, according to the embodiment, it is possible to further suppress the bumping reaction from occurring in the
また、実施形態では、配管バッファ部142の最上部(図5の例では水平部142b)が、合流部141における純水供給ライン123の口径DB以上に合流部141よりも高いとよい。すなわち、合流部141に対する水平部142bの高さをHとした場合、H≧DB×1であるとよい。
Further, in the embodiment, it is preferable that the top of the piping buffer section 142 (the
これにより、配管バッファ部142の最上部(水平部142b)を合流部141よりも確実に高い位置に設けることができることから、硫酸が配管バッファ部142の最上部まで逆流することをさらに抑制することができる。
As a result, the top of the pipe buffer section 142 (
また、実施形態では、配管バッファ部142が、混合液供給ライン160に対して、合流部141における混合液供給ライン160の口径D以上に離間するとよい。すなわち、配管バッファ部142と混合液供給ライン160との距離をL1とした場合、L1≧D×1であるとよい。
Further, in the embodiment, the
これにより、配管バッファ部142と混合液供給ライン160とがかぶって配置されることを抑制することができる。
Thereby, it is possible to prevent the
なお、配管バッファ部142と混合液供給ライン160との距離L1は可能なかぎり短いほうがよい(たとえば、L1≦D×5)。これにより、合流部141から硫酸が逆流する長さ(すなわち、水平部123aの長さ)を短くすることができることから、混合部140で突沸反応が発生することをさらに抑制することができる。
Note that the distance L1 between the piping
実施形態において、合流部141における硫酸供給ライン110と純水供給ライン123との角度は特に限定されず、合流部141に対する水平部142bの高さHが規定寸法を満たす角度であればよい。
In the embodiment, the angle between the sulfuric
また、実施形態において、混合液供給ライン160の口径Dは特に限定されず、ウェハWのエッチング処理に必要な混合液Mの吐出流量に合わせて適宜設定可能である。
Further, in the embodiment, the diameter D of the mixed
また、実施形態において、合流部141における硫酸供給ライン110の口径DAと、合流部141における純水供給ライン123の口径DBとは、特に限定されない。実施形態において、かかる口径DAおよび口径DBは、ウェハWのエッチング処理に必要な硫酸およびDIWの吐出流量に合わせて適宜設定可能である。
Furthermore, in the embodiment, the diameter DA of the sulfuric
たとえば、硫酸とDIWとの混合比が2:1の場合、DA:DB=4mm:2mmとしてもよい。もちろん、硫酸とDIWとの混合比に限られず、DA=DBとしてもよい。 For example, when the mixing ratio of sulfuric acid and DIW is 2:1, D A :D B may be 4 mm:2 mm. Of course, it is not limited to the mixing ratio of sulfuric acid and DIW, and it is also possible to set D A = D B.
<各種変形例>
つづいては、実施形態に係る反応抑制機構の各種変形例について、図8~図18を参照しながら説明する。図8は、実施形態の変形例1に係る反応抑制機構の構成を示す図である。
<Various variations>
Next, various modifications of the reaction suppression mechanism according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 8 to 18. FIG. 8 is a diagram showing the configuration of a reaction suppression mechanism according to
図8に示すように、変形例1に係る混合部140は、合流部141と、オリフィス143とを有する。オリフィス143は、反応抑制機構の別の一例であり、純水供給ライン123における合流部141の近傍に設けられる。
As shown in FIG. 8, the
この変形例1では、混合部140がオリフィス143を備えることにより、エッチング処理が終了する際に、硫酸が純水供給ライン123へ逆流することを抑制することができる。したがって、変形例1によれば、混合液Mによるエッチング処理が終了する際に、混合部140で突沸反応が発生することを抑制することができる。
In this modification example 1, since the
図9は、変形例1および参考例の反応停止時間を示す図である。図9に示す実施例は、混合部140にオリフィス143が設けられる場合であり、参考例は、混合部140にオリフィス143が設けられない場合である。
FIG. 9 is a diagram showing the reaction stop time of
図9に示すように、変形例1では、混合部140にオリフィス143を設けることにより、突沸反応の停止時間を短くすることができる。
As shown in FIG. 9, in
また、変形例1では、オリフィス143の内径DOが、合流部141における純水供給ライン123の口径DBの1/5~1/2であるとよい。
Further, in the first modification, the inner diameter D O of the
もし仮に、オリフィス143の内径DOが純水供給ライン123の口径DBの1/5よりも小さい場合、純水供給ライン123から合流部141に十分な量のDIWを供給できなくなる恐れがある。一方で、オリフィス143の内径DOが純水供給ライン123の口径DBの1/2よりも大きい場合、硫酸の逆流を十分に抑制できない恐れがある。
If the inner diameter DO of the
しかしながら、変形例1では、オリフィス143の内径DOが口径DBの1/5~1/2の範囲に設定されることにより、十分な量のDIWを合流部141に供給することができるとともに、硫酸の逆流を十分に抑制することができる。なお、図9に示した変形例1の実験結果では、オリフィス143の内径DOは口径DBの約1/4である。
However, in
また、変形例1では、オリフィス143が、混合液供給ライン160に対して、合流部141における混合液供給ライン160の口径D以上に離間するとよい。すなわち、オリフィス143と混合液供給ライン160との距離をL2とした場合、L2≧D×1であるとよい。
Further, in the first modification, the
これにより、変形例1では、オリフィス143と混合液供給ライン160とがかぶって配置されることを抑制することができる。
Thereby, in the first modification, it is possible to prevent the
なお、オリフィス143と混合液供給ライン160との距離L2は可能なかぎり短いほうがよい(たとえば、L2≦D×5)。これにより、合流部141から硫酸が逆流する長さを短くすることができることから、混合部140で突沸反応が発生することをさらに抑制することができる。
Note that the distance L2 between the
また、変形例1において、合流部141における硫酸供給ライン110と純水供給ライン123との角度は特に限定されない。変形例1では、たとえば、合流部141に対して純水供給ライン123を下向きに接続することにより、DIWよりも比重の大きい硫酸が、合流部141から純水供給ライン123へ逆流することを抑制することができる。
Furthermore, in
したがって、変形例1によれば、混合液Mによるエッチング処理が終了する際に、混合部140で突沸反応が発生することをさらに抑制することができる。
Therefore, according to the first modification, when the etching process using the mixed liquid M is finished, it is possible to further suppress the bumping reaction from occurring in the mixing
また、変形例1において、混合液供給ライン160の口径Dは特に限定されず、ウェハWのエッチング処理に必要な混合液Mの吐出流量に合わせて適宜設定可能である。
Furthermore, in the first modification, the diameter D of the mixed
また、変形例1において、合流部141における硫酸供給ライン110の口径DAと、合流部141における純水供給ライン123の口径DBとは、特に限定されない。変形例1において、かかる口径DAおよび口径DBは、ウェハWのエッチング処理に必要な硫酸およびDIWの吐出流量に合わせて適宜設定可能である。
Furthermore, in
図10は、実施形態の変形例2に係る反応抑制機構の構成を示す図である。図10に示すように、変形例2に係る混合部140は、合流部141と、ガス置換部144とを有する。ガス置換部144は、反応抑制機構の別の一例であり、純水供給ライン123における合流部141の近傍に接続される。かかるガス置換部144の動作について、以下に説明する。
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of a reaction suppression mechanism according to
図11は、実施形態の変形例2に係るエッチング処理における各部の挙動パターンの具体例を示すタイミングチャートである。最初に、制御部18は、図3の(a)に示した混合液吐出処理を実施する。
FIG. 11 is a timing chart showing a specific example of the behavior pattern of each part in the etching process according to
具体的には、制御部18は、時間T11で硫酸供給ライン110から混合部140への硫酸の供給を開始するとともに、純水供給ライン123から混合部140へのDIWの供給を開始する。
Specifically, the
これにより、混合部140で混合液Mが生成されることから、制御部18は、ノズル41a(図4参照)で混合液Mを吐出することができる。そして、所定の時間T13までの間、制御部18は、混合液吐出処理を継続する。
As a result, the mixed liquid M is generated in the
さらに、制御部18は、混合液吐出処理が完了する直前の時間T12から混合液吐出処理が完了した直後の時間T14までの間、ガス置換部144を動作させる(ガス置換部:ON)。
Furthermore, the
これにより、図12に示すように、純水供給ライン123の合流部141近傍がガスで置換されることから、純水供給ライン123への硫酸の逆流をガスで阻害することができる。図12は、実施形態の変形例2に係る反応抑制機構の動作を説明するための図である。
As a result, as shown in FIG. 12, the vicinity of the
すなわち、変形例2では、エッチング処理が終了する際に、硫酸が純水供給ライン123へ逆流することを抑制することができる。したがって、変形例2によれば、混合液Mによるエッチング処理が終了する際に、混合部140で突沸反応が発生することを抑制することができる。
That is, in the second modification, it is possible to suppress sulfuric acid from flowing back into the pure
この変形例2において、ガス置換部144から純水供給ライン123に供給されるガスは、硫酸やDIWとの反応性が低いガスであることが好ましく、たとえば窒素ガスや乾燥空気などである。
In this second modification, the gas supplied from the
なお、図11に示すように、制御部18は、混合液吐出処理が終わる時間T13から突沸反応が収まる時間T15までの間、硫酸吐出処理を実施する。そして、制御部18は、時間T15で硫酸供給ライン110から混合部140への硫酸の供給を停止するとともに、バルブ115(図4参照)を開状態にして、ノズル41a内に残った硫酸の液切れ処理を実施する。これにより、変形例2に係る硫酸吐出処理が完了する。
As shown in FIG. 11, the
図13は、実施形態の変形例3に係る反応抑制機構の構成を示す図である。図13に示すように、変形例3に係る混合部140は、合流部141と、冷却部145とを有する。冷却部145は、反応抑制機構の別の一例であり、硫酸供給ライン110における合流部141の近傍に設置される。かかる冷却部145の動作について、以下に説明する。
FIG. 13 is a diagram showing the configuration of a reaction suppression mechanism according to
図14は、実施形態の変形例3に係るエッチング処理における各部の挙動パターンの具体例を示すタイミングチャートである。最初に、制御部18は、図3の(a)に示した混合液吐出処理を実施する。
FIG. 14 is a timing chart showing a specific example of the behavior pattern of each part in the etching process according to
具体的には、制御部18は、時間T21で硫酸供給ライン110から混合部140への硫酸の供給を開始するとともに、純水供給ライン123から混合部140へのDIWの供給を開始する。
Specifically, the
これにより、混合部140で混合液Mが生成されることから、制御部18は、ノズル41a(図4参照)で混合液Mを吐出することができる。そして、所定の時間T23までの間、制御部18は、混合液吐出処理を継続する。
As a result, the mixed liquid M is generated in the
さらに、制御部18は、混合液吐出処理が完了する直前の時間T22から、硫酸吐出処理が完了する直前の時間T24までの間、冷却部145を動作させる(冷却部:ON)。
Further, the
これにより、図14に示すように、合流部141に供給される硫酸の温度が、所定の硫酸供給温度から突沸温度を経て冷却下限温度まで冷却される。そして、制御部18は、合流部141に供給される硫酸の温度が冷却下限温度まで下がった後に、混合液吐出処理を終了させる。
Thereby, as shown in FIG. 14, the temperature of the sulfuric acid supplied to the
これにより、合流部141において硫酸とDIWとが反応したとしても、反応時に突沸温度まで温度が上昇することを抑制することができる。したがって、変形例3によれば、混合液Mによるエッチング処理が終了する際に、混合部140で突沸反応が発生することを抑制することができる。
Thereby, even if sulfuric acid and DIW react in the
なお、図14に示すように、制御部18は、硫酸の温度が冷却下限温度またはその近傍である時間T23から時間T24までの間、硫酸吐出処理を実施する。そして、制御部18は、時間T24で硫酸供給ライン110から混合部140への硫酸の供給を停止するとともに、冷却部145の動作を停止する(冷却部:OFF)。
Note that, as shown in FIG. 14, the
さらに、制御部18は、時間T24でバルブ115(図4参照)を開状態にして、ノズル41a内に残った硫酸の液切れ処理を実施する。これにより、変形例3に係る硫酸吐出処理が完了する。
Further, at time T24, the
図15は、実施形態の変形例4に係る反応抑制機構の構成を示す図である。図15に示すように、変形例4に係る混合部140は、合流部141と、硫酸置換部146とを有する。硫酸置換部146は、反応抑制機構の別の一例であり、硫酸供給ライン110における合流部141の近傍に接続される。
FIG. 15 is a diagram showing the configuration of a reaction suppression mechanism according to modification 4 of the embodiment. As shown in FIG. 15, a
硫酸置換部146は、硫酸供給部100で昇温された硫酸(以下、高温硫酸とも呼称する。)よりも低温(たとえば、室温)の硫酸(以下、低温硫酸とも呼称する。)を合流部141に供給して、合流部141に残る高温硫酸を低温硫酸に置換する。かかる硫酸置換部146の動作について、以下に説明する。
The sulfuric
図16は、実施形態の変形例4に係るエッチング処理における各部の挙動パターンの具体例を示すタイミングチャートである。最初に、制御部18は、図3の(a)に示した混合液吐出処理を実施する。
FIG. 16 is a timing chart showing a specific example of the behavior pattern of each part in the etching process according to Modification 4 of the embodiment. First, the
具体的には、制御部18は、時間T31で硫酸供給ライン110から混合部140への高温硫酸の供給を開始するとともに、純水供給ライン123から混合部140へのDIWの供給を開始する。
Specifically, the
これにより、混合部140で混合液Mが生成されることから、制御部18は、ノズル41a(図4参照)で混合液Mを吐出することができる。そして、所定の時間T32までの間、制御部18は、混合液吐出処理を継続する。
As a result, the mixed liquid M is generated in the
次に、制御部18は、時間T32で硫酸供給ライン110から混合部140への高温硫酸の供給を停止するとともに、硫酸置換部146から混合部140への低温硫酸の供給を開始する(硫酸置換部:ON)。
Next, at time T32, the
これにより、合流部141が低温硫酸で置換されることから、合流部141において低温硫酸とDIWとが反応したとしても、反応時に突沸温度まで温度が上昇することを抑制することができる。したがって、変形例4によれば、混合液Mによるエッチング処理が終了する際に、混合部140で突沸反応が発生することを抑制することができる。
Thereby, since the
なお、図16に示すように、制御部18は、低温硫酸で合流部141が十分に置換された時間T33で、純水供給ライン123から混合部140へのDIWの供給を停止する。
Note that, as shown in FIG. 16, the
そして、制御部18は、所定の時間T34で硫酸置換部146から混合部140への低温硫酸の供給を停止する(硫酸置換部:OFF)とともに、バルブ115(図4参照)を開状態にして、ノズル41a内に残った硫酸の液切れ処理を実施する。これにより、変形例4に係る硫酸吐出処理が完了する。
Then, the
図17は、実施形態の変形例5に係る反応抑制機構の構成を示す図である。図17に示すように、変形例5の混合部140では、DIWが合流部141に対して下向きに流れる。
FIG. 17 is a diagram showing the configuration of a reaction suppression mechanism according to modification 5 of the embodiment. As shown in FIG. 17, in the
かかる変形例5では、合流部141に対して上向きに流れる硫酸と、合流部141に対して下向きに流れるDIWとが合流部141で合流することにより、混合部140で混合液Mが生成される。
In this modification 5, the sulfuric acid flowing upward with respect to the
かかる変形例5では、合流部141近傍において純水供給ライン123が合流部141よりも高い位置に設けられることから、DIWよりも比重の大きい硫酸が、合流部141から純水供給ライン123へ逆流することを抑制することができる。
In this modification 5, since the pure
したがって、変形例5によれば、混合液Mによるエッチング処理が終了する際に、混合部140で突沸反応が発生することをさらに抑制することができる。
Therefore, according to the fifth modification, it is possible to further suppress the bumping reaction from occurring in the
なお、図17の例では、合流部141に対して下向きに流れるDIWが、合流部141に対して上向きに流れる硫酸と合流する例について示したが、下向きに流れるDIWが合流する硫酸の向きは上向きに限られない。
In addition, in the example of FIG. 17, an example was shown in which DIW flowing downward into the merging
たとえば、図18に示すように、合流部141に対して略水平に流れる硫酸と、合流部141に対して下向きに流れるDIWとが合流部141で合流することにより、混合部140で混合液Mが生成されてもよい。図18は、実施形態の変形例6に係る反応抑制機構の構成を示す図である。
For example, as shown in FIG. 18, sulfuric acid flowing approximately horizontally with respect to the merging
かかる変形例6でも、合流部141近傍において純水供給ライン123が合流部141よりも高い位置に設けられることから、DIWよりも比重の大きい硫酸が、合流部141から純水供給ライン123へ逆流することを抑制することができる。
Also in this modification 6, since the pure
したがって、変形例6によれば、混合液Mによるエッチング処理が終了する際に、混合部140で突沸反応が発生することをさらに抑制することができる。
Therefore, according to the sixth modification, it is possible to further suppress the bumping reaction from occurring in the
なお、ここまで説明した各実施形態では、硫酸とともに混合液Mを構成する液体として純水(DIW)を示したが、硫酸とともに混合液Mを構成する液体は純水に限られない。 Note that in each of the embodiments described so far, pure water (DIW) has been shown as the liquid that forms the mixed liquid M together with sulfuric acid, but the liquid that forms the mixed liquid M together with sulfuric acid is not limited to pure water.
たとえば、各実施形態では、硫酸とともに混合液Mを構成する液体として、過酸化水素水を用いてもよい。すなわち、実施形態では、硫酸および過酸化水素水(水分+過酸化水素)で混合液Mを構成してもよいし、硫酸、過酸化水素水および各種の添加剤で混合液Mを構成してもよい。 For example, in each embodiment, a hydrogen peroxide solution may be used as the liquid that constitutes the mixed liquid M together with sulfuric acid. That is, in the embodiment, the mixed liquid M may be composed of sulfuric acid and aqueous hydrogen peroxide (moisture + hydrogen peroxide), or the mixed liquid M may be composed of sulfuric acid, aqueous hydrogen peroxide, and various additives. Good too.
また、各実施形態では、硫酸とともに混合液Mを構成する液体として、機能水(たとえば、オゾン水や水素水)を用いてもよい。すなわち、実施形態では、硫酸およびオゾン水(水分+オゾン)で混合液Mを構成してもよいし、硫酸および水素水(水分+水素)で混合液Mを構成してもよいし、硫酸、機能水および各種の添加剤で混合液Mを構成してもよい。 Further, in each embodiment, functional water (for example, ozone water or hydrogen water) may be used as the liquid that constitutes the mixed liquid M together with sulfuric acid. That is, in the embodiment, the mixed liquid M may be composed of sulfuric acid and ozone water (moisture + ozone), the mixed liquid M may be composed of sulfuric acid and hydrogen water (moisture + hydrogen), or the mixed liquid M may be composed of sulfuric acid and ozone water (moisture + hydrogen). The mixed liquid M may be composed of functional water and various additives.
このように、水分を含む各種液体を硫酸に混ぜた混合液Mで基板処理を実施する場合、混合液Mを生成する際に硫酸と水分とが反応して混合液Mの温度が上昇することから、エッチング処理を終了させる際に混合部140で混合液Mが突沸する恐れがある。
In this way, when substrate processing is performed using the mixed liquid M in which various liquids containing water are mixed with sulfuric acid, the temperature of the mixed liquid M may rise due to the reaction between the sulfuric acid and the water when the mixed liquid M is generated. Therefore, there is a possibility that the mixed liquid M will bump in the
しかしながら、各実施形態では、水分を含む各種液体を硫酸と混合する混合部140に反応抑制機構が設けられることから、エッチング処理が終了する際に混合部140で混合液Mが突沸することを抑制することができる。
However, in each embodiment, since a reaction suppression mechanism is provided in the
実施形態に係る基板処理装置(基板処理システム1)は、昇温部(ヒータ107)と、混合部140と、吐出部(ノズル41a)とを備える。昇温部(ヒータ107)は、硫酸を昇温する。混合部140は、昇温された硫酸と、水分を含む液体とを混合して混合液Mを生成する。吐出部(ノズル41a)は、基板処理部30内で基板(ウェハW)に混合液Mを吐出する。混合部140は、昇温された硫酸が流れる硫酸供給ライン110と液体(DIW)が流れる液体供給ライン(純水供給ライン123)とが合流する合流部141と、合流部141における昇温された硫酸と液体(DIW)との反応を抑える反応抑制機構とを有する。これにより、混合液Mによるエッチング処理が終了する際に、混合部140で突沸反応が発生することを抑制することができる。
The substrate processing apparatus (substrate processing system 1) according to the embodiment includes a temperature raising section (heater 107), a
また、実施形態に係る基板処理装置(基板処理システム1)において、反応抑制機構は、液体供給ライン(純水供給ライン123)に設けられるU字状の配管バッファ部142で構成される。これにより、混合液Mによるエッチング処理が終了する際に、混合部140で突沸反応が発生することを抑制することができる。
Further, in the substrate processing apparatus (substrate processing system 1) according to the embodiment, the reaction suppression mechanism is constituted by a U-shaped
また、実施形態に係る基板処理装置(基板処理システム1)において、配管バッファ部142の最上部は、合流部141よりも高い位置に設けられる。これにより、混合液Mによるエッチング処理が終了する際に、混合部140で突沸反応が発生することをさらに抑制することができる。
Further, in the substrate processing apparatus (substrate processing system 1) according to the embodiment, the top of the
また、実施形態に係る基板処理装置(基板処理システム1)において、配管バッファ部142の最上部は、合流部141における液体供給ライン(純水供給ライン123)の口径DB以上に合流部141よりも高い位置に設けられる。これにより、硫酸が配管バッファ部142の最上部まで逆流することをさらに抑制することができる。
Further, in the substrate processing apparatus (substrate processing system 1) according to the embodiment, the top of the
また、実施形態に係る基板処理装置(基板処理システム1)において、配管バッファ部142は、合流部141から吐出部に混合液Mを供給する混合液供給ライン160に対して、合流部141における混合液供給ライン160の口径D以上に離間する。これにより、配管バッファ部142と混合液供給ライン160とがかぶって配置されることを抑制することができる。
Further, in the substrate processing apparatus (substrate processing system 1) according to the embodiment, the
また、実施形態に係る基板処理装置(基板処理システム1)において、反応抑制機構は、液体供給ライン(純水供給ライン123)に設けられるオリフィス143で構成される。これにより、混合液Mによるエッチング処理が終了する際に、混合部140で突沸反応が発生することを抑制することができる。
Furthermore, in the substrate processing apparatus (substrate processing system 1) according to the embodiment, the reaction suppression mechanism is configured with an
また、実施形態に係る基板処理装置(基板処理システム1)において、オリフィス143の内径DOは、合流部141における液体供給ライン(純水供給ライン123)の口径DBの1/5~1/2である。これにより、十分な量のDIWを合流部141に供給することができるとともに、硫酸の逆流を十分に抑制することができる。
Further, in the substrate processing apparatus (substrate processing system 1 ) according to the embodiment, the inner diameter D O of the
また、実施形態に係る基板処理装置(基板処理システム1)において、反応抑制機構は、液体供給ライン(純水供給ライン123)をガスで置換するガス置換部144で構成される。これにより、混合液Mによるエッチング処理が終了する際に、混合部140で突沸反応が発生することを抑制することができる。
Furthermore, in the substrate processing apparatus (substrate processing system 1) according to the embodiment, the reaction suppression mechanism includes a
また、実施形態に係る基板処理装置(基板処理システム1)において、反応抑制機構は、昇温された硫酸を硫酸供給ライン110で冷却する冷却部145で構成される。これにより、混合液Mによるエッチング処理が終了する際に、混合部140で突沸反応が発生することを抑制することができる。
Furthermore, in the substrate processing apparatus (substrate processing system 1) according to the embodiment, the reaction suppression mechanism includes a
また、実施形態に係る基板処理装置(基板処理システム1)において、反応抑制機構は、昇温された硫酸よりも温度の低い硫酸で合流部141を置換する硫酸置換部146で構成される。これにより、混合液Mによるエッチング処理が終了する際に、混合部140で突沸反応が発生することを抑制することができる。
Further, in the substrate processing apparatus (substrate processing system 1) according to the embodiment, the reaction suppression mechanism includes a sulfuric
また、実施形態に係る基板処理装置(基板処理システム1)において、液体(DIW)は、合流部141に対して下向きに流れる。これにより、混合液Mによるエッチング処理が終了する際に、混合部140で突沸反応が発生することを抑制することができる。
Further, in the substrate processing apparatus (substrate processing system 1) according to the embodiment, the liquid (DIW) flows downward with respect to the merging
また、実施形態に係る基板処理装置(基板処理システム1)において、液体は、純水(DIW)である。これにより、ウェハWの表面上に形成される膜に含まれるタングステンおよび窒化チタンのうち、窒化チタンを高い選択性でエッチングすることができる。 Further, in the substrate processing apparatus (substrate processing system 1) according to the embodiment, the liquid is pure water (DIW). Thereby, of the tungsten and titanium nitride contained in the film formed on the surface of the wafer W, titanium nitride can be etched with high selectivity.
また、実施形態に係る基板処理装置(基板処理システム1)において、液体は、過酸化水素水を含む。これにより、ウェハWを効率よくエッチング処理することができる。 Further, in the substrate processing apparatus (substrate processing system 1) according to the embodiment, the liquid includes hydrogen peroxide solution. Thereby, the wafer W can be efficiently etched.
また、実施形態に係る基板処理装置(基板処理システム1)において、液体は、機能水を含む。これにより、ウェハWを効率よくエッチング処理することができる。 Further, in the substrate processing apparatus (substrate processing system 1) according to the embodiment, the liquid includes functional water. Thereby, the wafer W can be efficiently etched.
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。たとえば、上記の実施形態では、基板上に形成される複数の膜のうち、一方の膜をエッチングする工程だけでなく、基板上を洗浄する工程にもこの技術を適用することができる。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiments, and various changes can be made without departing from the spirit thereof. For example, in the above embodiment, this technique can be applied not only to the process of etching one of the plurality of films formed on the substrate, but also to the process of cleaning the substrate.
たとえば、タングステンの膜が基板上に形成されている時に、ドライエッチング後の残渣除去やCMP(Chemical-Mechanical Polishing)処理後の残渣除去を行う場合などにも適用可能である。 For example, when a tungsten film is formed on a substrate, it can be applied to remove residues after dry etching or CMP (Chemical-Mechanical Polishing) processing.
また、上記の実施形態では、混合液MでウェハWをエッチングした後、リンス処理する例について示したが、エッチングした後の処理はリンス処理に限られず、どのような処理を行ってもよい。 Further, in the above embodiment, an example was shown in which the wafer W is etched with the mixed liquid M and then rinsed, but the treatment after etching is not limited to rinsing, and any type of treatment may be performed.
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。 The embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. Indeed, the embodiments described above may be implemented in various forms. Moreover, the above-described embodiments may be omitted, replaced, or modified in various forms without departing from the scope and spirit of the appended claims.
W ウェハ
1 基板処理システム(基板処理装置の一例)
16 処理ユニット
18 制御部
30 基板処理部
41a ノズル(吐出部の一例)
60 混合液供給部
100 硫酸供給部
107 ヒータ(昇温部の一例)
110 硫酸供給ライン
120 純水供給部
123 純水供給ライン(液体供給ラインの一例)
140 混合部
141 合流部
142 配管バッファ部(反応抑制機構の一例)
143 オリフィス(反応抑制機構の一例)
144 ガス置換部(反応抑制機構の一例)
145 冷却部(反応抑制機構の一例)
146 硫酸置換部(反応抑制機構の一例)
16
60 Mixed
110 Sulfuric
140 Mixing
143 Orifice (an example of reaction suppression mechanism)
144 Gas replacement part (an example of reaction suppression mechanism)
145 Cooling section (an example of reaction suppression mechanism)
146 Sulfuric acid substitution part (an example of reaction inhibition mechanism)
Claims (13)
昇温された硫酸と、水分を含む液体とを混合して混合液を生成する混合部と、
基板処理部内で基板に前記混合液を吐出する吐出部と、
を備え、
前記混合部は、
昇温された硫酸が流れる硫酸供給ラインと前記液体が流れる液体供給ラインとが合流する合流部と、
前記合流部における昇温された硫酸と前記液体との反応を抑える反応抑制機構とを有し、
前記反応抑制機構は、前記液体供給ラインに設けられるU字状の配管バッファ部で構成される
基板処理装置。 a heating section that raises the temperature of sulfuric acid;
a mixing section that mixes heated sulfuric acid and a liquid containing water to generate a mixed liquid;
a discharge unit that discharges the mixed liquid onto the substrate in the substrate processing unit;
Equipped with
The mixing section is
a confluence section where a sulfuric acid supply line through which heated sulfuric acid flows and a liquid supply line through which the liquid flows;
comprising a reaction suppression mechanism that suppresses a reaction between the heated sulfuric acid and the liquid in the confluence section,
The reaction suppression mechanism includes a U-shaped piping buffer section provided in the liquid supply line.
Substrate processing equipment.
請求項1に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1 , wherein the top of the pipe buffer section is provided at a higher position than the merging section.
請求項2に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 2 , wherein the top of the pipe buffer section is provided at a position higher than the merging section by a diameter of the liquid supply line at the merging section.
請求項1または2に記載の基板処理装置。 The piping buffer section is spaced apart from a mixed liquid supply line that supplies the mixed liquid from the merging section to the discharge section by a diameter greater than or equal to the diameter of the mixed liquid supply line at the merging section . substrate processing equipment.
昇温された硫酸と、水分を含む液体とを混合して混合液を生成する混合部と、
基板処理部内で基板に前記混合液を吐出する吐出部と、
を備え、
前記混合部は、
昇温された硫酸が流れる硫酸供給ラインと前記液体が流れる液体供給ラインとが合流する合流部と、
前記合流部における昇温された硫酸と前記液体との反応を抑える反応抑制機構とを有し、
前記反応抑制機構は、昇温された硫酸よりも温度の低い硫酸で前記合流部を置換する硫酸置換部で構成される
基板処理装置。 a heating section that raises the temperature of sulfuric acid;
a mixing section that mixes heated sulfuric acid and a liquid containing water to generate a mixed liquid;
a discharge unit that discharges the mixed liquid onto the substrate in the substrate processing unit;
Equipped with
The mixing section is
a confluence section where a sulfuric acid supply line through which heated sulfuric acid flows and a liquid supply line through which the liquid flows;
comprising a reaction suppression mechanism that suppresses a reaction between the heated sulfuric acid and the liquid in the confluence section,
The reaction suppression mechanism is comprised of a sulfuric acid substitution unit that replaces the merging unit with sulfuric acid having a lower temperature than the heated sulfuric acid.
Substrate processing equipment.
請求項1~5のいずれか一つに記載の基板処理装置。 6. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the reaction suppression mechanism includes an orifice provided in the liquid supply line.
請求項6に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 6, wherein the inner diameter of the orifice is 1/5 to 1/2 of the diameter of the liquid supply line in the merging section.
請求項1~7のいずれか一つに記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the reaction suppression mechanism includes a gas replacement section that replaces the liquid supply line with a gas.
請求項1~8のいずれか一つに記載の基板処理装置。 9. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the reaction suppression mechanism includes a cooling unit that cools the heated sulfuric acid in the sulfuric acid supply line.
請求項1~9のいずれか一つに記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 9 , wherein the liquid flows downward with respect to the merging section.
請求項1~10のいずれか一つに記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 1 , wherein the liquid is pure water.
請求項1~10のいずれか一つに記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 10 , wherein the liquid includes a hydrogen peroxide solution.
請求項1~10のいずれか一つに記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 10 , wherein the liquid includes functional water.
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